DE4213589C2 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Zum Normalbetrieb eines eine Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahrzeugs
gehören wechselnde Zug- und Schubphasen, gegebenenfalls mit kurzen Still
standszeiten, etwa an Ampeln oder aus anderen Gründen. Aus der DE-OS 27 48
697 ist es bekannt, die Brennkraftmaschine bei bestimmten Betriebszuständen
zum Zwecke der Kraftstoffeinsparung abzuschalten. Auf besondere Weise er
folgt dies dort durch Trennung der Maschine mittels einer zusätzlichen Kupp
lung von einer nachgeordneten Schwungmasse. Durch die bei Brennkraftma
schinen mit Hubkolben üblichen Drehzahlschwankungen während einer Umdrehung
genügt diese Trennung von der Schwungmasse zum Stillsetzen des Motors. Das
Wiederanlassen erfolgt auf einfache Weise durch Schließen der Kupplung, wo
bei die drehende Schwungmasse den Motor mitreißt und so in kürzester Zeit
diesen wieder anlaufen läßt. Bei Motoren mit geringeren Drehzahlschwankungen,
etwa solchen mit höheren Zylinderahlen oder Zweitaktern kann auch eine mit
der Kupplungsbetätigung zugleich erforderliche Zünd- oder Kraftstoffunter
brechung vorgenommen werden.
In anderer Weise kann der Motor auch ohne eine gesonderte Trennkupplung
zwischen Kurbeltrieb und Schwungmesse konventionell, z. B. durch Einfluß
nahme auf den Gemischbildner, stillgesetzt und anschließend über einen elek
tromotorischen Starter wieder in Betrieb genommen werden.
Die Betätigung der Kupplung und damit das Abschalten des Motors oder bei
konventionellem Triebstrang das Öffnen der Anfahr- und Schaltkupplung und
das anschließende Stillsetzen des Motors ist automatisiert und unterliegt
bestimmten Kriterien, etwa dem Zweck der Kraftstoffeinsparung, dem Fahr
komfort oder der Fahrsicherheit. So ist es bekannt, die Kupplung zu betä
tigen und eine anschließende Motorstillsetzung zu bewirken, wenn kein Zugbetrieb vorliegt
und die Schwungmasse mit einer Mindestdrehzahl dreht. Die Kupplungsbetätigung und die
Motorstillsetzung erfolgen mit einer gewissen Zeitverzögerung, um unterschiedliche
fahrerabhängige Betätigungsgewohnheiten für das Fahrpedal auszugleichen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verzögerung der Motorstillsetzung über eine
der beiden erwähnten Methoden zur Verbesserung der Fahrsicherheit, des Fahrkomforts
und der Kraftstoffeinsparung anzupassen.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Gemäß Anspruch 2 ist der zeitliche Verzug zudem von einer jeder Übersetzung jeweils
zugeordneten Grenzgeschwindigkeit abhängig, wobei höhere Geschwindigkeiten einen
geringeren Zeitverzug auslösen. Gerade bei höheren Geschwindigkeiten ist die
Kraftstoffeinsparung durch Abschaltung im Schubbetrieb beträchtlich und damit besonders
wirksam.
Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den daran anschließenden
Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung ist außerdem vorteilhaft anwendbar für Kraftfahrzeuge mit einer
automatisierten Kupplung zwischen Schwungmasse und einem nachgeordneten Getriebe
sowie für Kraftfahrzeuge mit einer Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem
Elektromotor, sogenannte Hybrid-Fahrzeuge. Wichtig ist
lediglich die automatisch schaltbare Kupplung zwischen der Brennkraftmaschi
ne und der Schwungmasse oder wahlweise bzw. zusätzlich die Möglichkeit der
Motorstillsetzung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm zur erfindungsgemäßen Motorstillsetzung;
Fig. 2 eine Darstellung der einem Steuergerät Informationen lie
fernden Komponenten;
Fig. 3 eine Anordnung von Teilaggregaten in einem Kraftfahrzeug
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 3a eine andere Anordnung von Teilaggregaten, ähnlich der in
Fig. 3.
Es wird zunächst Bezug genommen auf Fig. 3. Einer Brennkraftmaschine 10 ist
eine Schwungmasse 11 sowie daran anschließend ein Getriebe 12 nachgeordnet.
Zwischen dem Getriebe 12 und der Schwungmasse 11 ist eine Kupplung K1 und
zwischen der Schwungmasse 11 und der Brennkraftmaschine 10 eine Kupplung K2
vorgesehen. Die Kupplung K1 wird während eines Schaltvorganges betätigt,
während ein Lösen der Kupplung K2 einen Stillstand bzw. eine Abschaltung der
Brennkraftmaschine, bedingt durch die Drehzahlschwankungen, bewirkt. Die
Funktionen der Kupplungen K1, K2 sind automatisiert und abhängig von einem
in der Fig. 2 zentral angeordneten Steuergerät. Dieses verarbeitet ver
schiedene, das Fahrzeug betreffende Informationen nach bestimmten Kriterien
und steuert die Kupplungen entsprechend an.
In ähnlicher Weise zeigt Fig. 3a eine Anordnung mit nur einer Kupplung K1
zwischen der Schwungmasse 11 und dem Getriebe 12. Auch hier ist die Kupplungs
betätigung automatisiert. Zusätzlich ist eine Motorstillsetzung durch Ein
flußnahme auf die Gemischbildung oder die Zündung vorgesehen. Kupplungs
betätigung und Motorstillsetzung werden über das Steuergerät in Fig. 2
vorgenommen.
Das Zuschalten des Motors erfolgt bei der Anordnung gemäß Fig. 3 durch
Öffnen der Kupplung K1, Schließen der Kupplung K2 und anschließendes weiches
Schließen der Kupplung K1. In der Anordnung nach Fig. 3a wird der Motor 10
durch einen ohnehin vorhandenen, nicht gezeigten elektromotorischen Starter
wieder angelassen.
Das Flußdiagramm in Fig. 1 zeigt die Abfrage verschiedener Kriterien zur
Kupplungsbetätigung. Es wird dabei ausgegangen von einem Schubbetrieb der
Brennkraftmaschine 10 und gegebenenfalls von einer vorliegenden Mindest
drehzahl der Schwungmasse 11. Grundsätzlich soll bei Vorliegen dieser Bedin
gungen die Kupplung K2 mit einer Verzögerung von 1 Sekunde betätigt werden.
Vor einer Betätigung werden noch weitere Bedingungen abgefragt. Gemäß
Fig. 1 sind dies eine im Stufenwechselgetriebe 12 eingelegte Gangstufe,
die Fahrzeuggeschwindigkeit v sowie ein Lenkwinkelsignal. Sofern der 2. Gang
eingelegt und die Geschwindigkeit < 10 km/h beträgt, erfährt die Kupplungs
betätigung eine Verzögerung von 5 Sekunden. Bei der gleichen Gangstufe, aber
höheren Geschwindigkeiten ergeben sich kürzere Verzögerungen. Bei eingeleg
tem 3. Gang beträgt die Verzögerung bei Geschwindigkeiten unter 30 km/h 3
Sekunden und über 30 km/h die eingangs genannte 1 Sekunde. Das Lenkwinkel
signal zeigt an, ob das Lenkrad um einen bestimmten Winkel eingeschlagen ist
und stammt von einem separaten Lenkwinkelsensor oder vom Blinkerschalter.
Sobald das Lenkrad um mehr als einen bestimmten Winkel eingeschlagen wird,
wird die gegebenenfalls zuvor errechnete verkürzte Verzögerung der Kupplungs
betätigung auf 5 Sekunden verlängert. Dies verhindert in engen Kurven eine
Trennung der Brennkraftmaschine 10 vom übrigen Antriebsstrang (Getriebe 12,
Antriebsachse) und erhöht auf diese Weise den Fahrkomfort und die Fahrsicher
heit. Soweit kein Lenkwinkelsignal vorliegt, bleibt es bei der zuvor ermittel
ten Verzögerung. Bei Verwendung eines mehrere Ausgangssignale liefernden
Lenkwinkelsensors, etwa eines Potentiometers, ist auch ein Verfahren möglich,
bei dem die Abschaltverzögerung von der Größe des Lenkwinkels abhängig ist.
Fig. 2 zeigt das bereits eingangs genannte Steuergerät mit diesem zugeord
neten und von diesem beeinflußte Sensoren, Schalter und Nebenaggregate. Haupt
aufgabe des Steuergerätes ist die Betätigung der Kupplungen K2 und/oder K1
nach bestimmten Kriterien und unter Auswertung aller vorliegenden Informationen.
Die Kupplung K2 wird unmittelbar betätigt durch einen rechts vom Steuergerät
gezeichneten Kupplungsservo. Weiterhin beeinflußt das Steuergerät die eben
falls rechts gezeichnete Einspritzpumpe, um ein sicheres Abschalten der Brenn
kraftmaschine 10 zu gewährleisten. Informationen liefernde Schalter und Sen
soren sind oben, links und unten mit dem Steuergerät verbunden. Es sind dies
die Batterie zur Kontrolle der Batteriespannung, die Drehzahlen des Motors
und der Antriebswelle, die Stellung eines Zündschalters, die Position eines
Schalthebels für das Getriebe 12 mit einer Ganginformation und die Stellung
eines Gaspedals. Die Abfrage der Kriterien gemäß Fig. 1 erfolgt anhand der
Ganginformation und der Drehzahl der Antriebswelle. Weiterhin erfolgt ein Ab
gleich mit einer Information über den Lenkwinkeleinschlag oder einem Aus
gangswert eines Blinkerschalters. In Verbindung mit der Anordnung nach Fig.
3a erfolgt über das Steuergerät auch die Betätigung des elektromotorischen
Starters.
Ein vorgesehener Bremsdruckschalter oder Bremslichtschalter bewirkt bei
seiner Aktivierung eine Verkürzung der Verzögerung für die Motorstillset
zung. Die mögliche Kraftstoffeinsparung wird auf diese Weise vergrößert,
ohne daß der Fahrkomfort oder die Fahrsicherheit verschlechtert werden. An
stelle eines einfachen Ein/Aus-Signals kann auch über den Bremsdruckschal
ter im Steuergerät das Integral des Bremsdruckes über der Zeit ermittelt
und in dessen Abhängigkeit die Verzögerung zurückgesetzt werden.
Bei eingelegtem 1. Gang ist grundsätzlich keine Motorstillsetzung vorge
sehen. Um bei einem Halt mit eingelegtem 1. Gang Kraftstoff zu sparen, ist
ein Handbremsschalter vorgesehen, dessen Aktivierung eine Kupplungsbetäti
gung bzw. Motorabschaltung auch im 1. Gang auslöst.
In bestimmten Fällen kann die Nutzung der Motorbremse sinnvoll sein. Bei
spielsweise gilt dies für Bergabfahrten zur Schonung der Bremsen und aus
Sicherheitsgründen. Ein derartiger Zustand wird über einen Neigungsschalter
ermittelt, der eine Motorstillsetzung ab einer bestimmten in Fahrtrichtung
abfallenden Neigung verhindert. Möglich ist auch eine Überlagerung mit dem
Signal des Bremsdruckschalters oder des Bremslichtes. Sofern die Bremse be
tätigt wird, genügt bereits ein kleinerer Neigungswinkel zur Verhinderung
der Motorstillsetzung. Bei ansteigender Straße verhindert der Neigungs
schalter trotz getretener Bremse im 1. Gang oder im Rückwärtsgang eine
Motorstillsetzung. In Abhängigkeit vom Signal eines Hänger-Steckerschal
ters, der einen Anhängerbetrieb signalisiert, wird der Neigungsschalter
bereits bei einem kleineren Winkel aktiviert und so die Fahrsicherheit er
höht. Jeder der genannten Sensoren und Schalter kann einzeln für sich oder
in Kombination mit anderen vom Steuergerät verarbeitet werden und entsprechend
die Verzögerung der Motorstillsetzung beeinflussen.
10
Brennkraftmaschine
11
Schwungmasse
12
Getriebe
K1 Kupplung
K2 Kupplung
K1 Kupplung
K2 Kupplung
Claims (5)
1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einer dieser
nachgeordneten, die Ungleichförmigkeiten des Motordrehmoments ausgleichenden
Schwungmasse, mindestens einer schaltbaren Kupplung zwischen der
Brennkraftmaschine und der Schwungmasse und/oder einer schaltbaren Kupplung
zwischen der Schwungmasse und einem nachgeordneten Getriebe, wobei eine
selbsttätige Steuerung der Schaltbetätigung der Kupplung vorgesehen ist, sowie
wahlweise oder zusätzlich mit einer Einrichtung zur Motorstillsetzung nach dem Öffnen
der getriebeseitigen Schaltkupplung, und wobei die Motorstillsetzung über die
Kupplungsbetätigung oder über die Einrichtung (zur Motorstillsetzung) mit einem
bestimmten zeitlichen Verzug erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche
Verzug der Motorstillsetzung variiert in Abhängigkeit von
- - der eingestellten Getriebeübersetzung, wobei eine niedrigere Gesamtübersetzung oder ein höherer Gang einen geringeren Zeitverzug auslösen,
- - und/oder vom Lenkeinschlag,
- - und/oder von der Stellung eines Blinkerschalters,
- - und/oder von einer Betätigung einer Fahrzeugbremse,
- - und/oder vom Schaltzustand eines bei Betätigung einer Handbremse ansprechenden Schalters,
- - und/oder vom Schaltzustand eines auf die Fahrzeuglängsneigung ansprechenden Schalters,
- - und/oder vom Schaltzustand eines auf das Vorhandensein einer Steckverbindung zwischen einem Anhänger und dem Fahrzeug ansprechenden Schalters.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verzug sowohl
von der eingestellten Getriebeübersetzung, als auch von einer jeder Übersetzung
jeweils zugeordneten Grenzgeschwindigkeit abhängig ist, wobei höhere
Geschwindigkeiten einen geringeren Zeitverzug auslösen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verzug in
Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines vorgesehenen Lenkwinkelsensors variiert.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verzug in
Abhängigkeit vom Schaltzustand eines Bremslichtschalters oder eines
Bremsdruckschalters variiert.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verzug in
Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf, insbesondere vom Integral eines Bremsdruckes
über der Zeit variiert.
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